CN109904022B - 按键 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种按键，其包含电路板、设置于电路板上的底板、键帽、设置于电路板上且彼此相对的光学接收器及光学发射器、设置于电路板上的底座、设置于底座上的上盖、穿设于上盖与底座中的第一弹性件、支撑装置及固定于底座上且具有可挠曲杆的第二弹性件。支撑装置可活动地连接键帽及底板具有片状结构。当键帽被按压时，片状结构阻断光学发射器与光学接收器之间的光路传输以产生触发讯号。当键帽被按压使得可挠曲杆随片状结构向下挠曲变形且接着越过片状结构时，可挠曲杆被释放且向上运动撞击到上盖而发出声响。本发明的按键均可在使用者按压键帽时提供按键触发与按压手感回馈时间差一致的按键操作感受。

Description

按键

技术领域

本发明涉及一种按键，尤其涉及一种利用支撑装置的片状结构抵压弹性件的可挠曲杆以提供按压手感以及阻断光学发射器与光学接收器之间的光路传输以产生触发讯号的按键。

背景技术

就目前个人计算机的使用习惯而言，键盘为不可或缺的输入设备之一，用以输入文字、符号或数字。不仅如此，举凡日常生活所接触的消费性电子产品或是工业界使用的大型加工设备，皆需设有按键结构作为输入设备，以操作上述电子产品与加工设备。

在实际应用中，为了有效地提升按键触发精准度以及解决机械式按键触发设计所带来的开关元件容易磨损与焊接制造过程繁复等问题，目前已有提出光学触发设计以用来取代机械式按键触发设计，其在键帽与底板之间设置有彼此相对的光学发射器与光学接收器，且通过光学元件导通或阻断光学发射器与光学接收器之间的光路传输的方式，实现触发按键开关的目的。除此之外，在更进一步提供按压手感回馈设计方面，其通常会在可与按键的套筒件上的凸肋干涉配合的位置上额外增设发声弹性件，藉此，当用户向下按压按键时，发声弹性件即可在按压过程中受到凸肋下压而挠曲变形，并且接着越过凸肋而产生段落感或是进一步地撞击按键内部元件而产生声响。

然而，在按键同时采用上述光学触发设计以及按压手感回馈设计的实际应用中，其会受到光学触发元件与凸肋配置在不同位置的影响而产生按键触发与按压手感回馈时间差(通常会采用按键触发时间点晚于按压手感回馈时间点的设计)会随着键帽被按压的位置的不同而有所不同的问题，从而在用户按压按键时带来按键触发与按压手感回馈时间差不一致的按压操作感受。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用支撑装置的片状结构抵压弹性件的可挠曲杆以提供按压手感以及阻断光学发射器与光学接收器之间的光路传输以产生触发讯号，藉以解决上述问题。

根据本发明的一方面，本发明提供一种按键，其包含：

电路板；

底板，其设置于该电路板上；

键帽，其位于该底板上方；

光学接收器，其设置于该电路板上；

光学发射器，其设置于该电路板上且与该光学接收器彼此相对，该光学发射器往该光学接收器发射光线；

底座，其设置于该电路板上；

上盖，其设置于该底座上；

第一弹性件，其穿设于该底座与该上盖中，该第一弹性件使该键帽朝远离该底座方向运动；

第二弹性件，其固定于该底座上且具有可挠曲杆；以及

支撑装置，其设置于该底板以及该键帽之间且包含第一支撑件以及第二支撑件，该第一支撑件以及该第二支撑件可活动地连接该键帽以及该底板且彼此交叉枢接，以使该键帽随着该第一支撑件以及该第二支撑件的交叉枢转而相对于该底板上下移动，该第一支撑件具有片状结构，该片状结构具有凸肋且往该电路板向下延伸形成有遮断板；

其中，当该键帽被按压时，该遮断板随着该第一支撑件向下移动至阻断该光学发射器与该光学接收器之间的光路传输的位置以产生触发讯号；

当该键帽被按压且该可挠曲杆受到该凸肋抵接下压所产生的挠曲变形足以使该可挠曲杆越过该凸肋时，挠曲变形的该可挠曲杆被释放且向上运动撞击到该上盖而发出声响。

根据本发明的另一方面，本发明还提供另一种按键，其包含：

电路板；

底板，其设置于该电路板上；

键帽，其位于该底板上方；

光学接收器，其设置于该电路板上；

光学发射器，其设置于该电路板上且与该光学接收器彼此相对，该光学发射器往该光学接收器发射光线；

底座，其设置于该电路板上；

第二弹性件，其固定于该底座上且具有可挠曲杆；

上盖，其设置于该底座上，该上盖对应该可挠曲杆的位置形成由第一引导面结构以及该底座对应该可挠曲杆的位置形成有第二引导面结构，该第一引导面结构与该第二引导面结构彼此隔开相对以共同形成限位轨道，该可挠曲杆可活动地插设于该限位轨道中；

第一弹性件，其穿设于该底座与该上盖中，该第一弹性件使该键帽朝远离该底座方向运动；以及

支撑装置，其设置于该底板以及该键帽之间且包含第一支撑件以及第二支撑件，该第一支撑件以及该第二支撑件可活动地连接该键帽以及该底板且彼此交叉枢接，以使该键帽随着该第一支撑件以及该第二支撑件的交叉枢转而相对于该底板上下移动，该第一支撑件具有片状结构，该片状结构具有凸肋且往该电路板向下延伸形成有遮断板；

其中，当该键帽被按压时，该遮断板随着该第一支撑件向下移动至阻断该光学发射器与该光学接收器之间的光路传输的位置以产生触发讯号；

当该键帽被按压且该可挠曲杆受到该凸肋偏压时，该可挠曲杆沿着该限位轨道越过该凸肋。

作为可选的技术方案，该底板对应该支撑装置的位置具有镂空区，该第一支撑件可滑动地连接于该键帽且可枢转地连接于该底板，该第二支撑件可滑动地连接于该底板且可枢转地连接于该键帽，当该键帽被按压时，在该第一支撑件与该第二支撑件交叉枢转的过程中，该第二支撑件连接于该底板的一端部分进入该镂空区。

作为可选的技术方案，该镂空区对应该第二支撑件连接于该底板的该端的第一内缘向内水平延伸形成有至少一个限位凸块，当该键帽被按压且该第二支撑件连接于该底板的该端部分进入该镂空区时，该至少一个限位凸块止挡该第二支撑件连接于该底板的该端。

作为可选的技术方案，该底座往该镂空区的该第一内缘水平延伸形成有第一抵接板，该底座往该镂空区对应该第一支撑件枢接于该底板的一端的第二内缘水平延伸形成有第二抵接板，该第一抵接板以及该第二抵接板分别抵接于该第一内缘以及该第二内缘以将该底座限位固定在该镂空区中。

作为可选的技术方案，该键帽的底面往该第一弹性件突出形成散射块，该第一弹性件套设于该散射块上，该按键另包含：

发光单元，其设置于该电路板对应该第一弹性件的位置上，该发光单元所发射的光线通过该第一弹性件入射至该散射块且经由该散射块的散射而从该键帽射出。

作为可选的技术方案，该散射块包含多个弧形凸块，该多个弧形凸块以彼此隔开的方式排列。

作为可选的技术方案，该散射块具有外圈隔垫部以及内圈凸接部，该第一弹性件套接于该内圈凸接部且抵接于该外圈隔垫部而与该底面隔开。

作为可选的技术方案，该底座对应该光学接收器的位置形成有遮光罩结构，该遮光罩结构覆盖于该光学接收器且形成有开口以使该光学发射器所发射的光线通过该开口入射至该光学接收器。

综上所述，由于用来抵压第二弹性件的可挠曲杆的凸肋以及用来阻断光路传输的遮断板均形成在第一支撑件的片状结构上，因此，本发明可有效地解决先前技术中所提到的因受到光学触发组件与凸肋配置在不同位置的影响导致按键触发与按压手感回馈时间差不一致的问题，也就是说，通过上述仅利用第一支撑件的片状结构即可分别实现提供按压手感以及光学触发功效的设计，无论键帽被按压的位置是何处，本发明的按键均可在使用者按压键帽时提供按键触发与按压手感回馈时间差一致的按键操作感受。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例所提出的按键的立体示意图；

图2为图1中按键的爆炸示意图；

图3为图1中按键省略键帽、第一弹性件以及第一支撑件后的立体示意图；

图4为图1中按键在凸肋随着第一支撑件向下枢转而下压可挠曲杆挠曲变形时沿剖面线A-A的剖面示意图；

图5为图4中可挠曲杆越过凸肋而被释放的剖面示意图；

图6为图1中按键沿着剖面线B-B的剖面示意图；

图7为图6中按键于键帽被按压时的剖面示意图；

图8为图1中按键沿着剖面线C-C的剖面示意图；

图9为图1中键帽于另一视角的放大示意图；

图10为根据本发明另一实施例所提出的按键在凸肋随着第一支撑件向下枢转而偏压可挠曲杆时的剖面示意图；

图11为图10中按键在可挠曲杆越过凸肋时的剖面示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一种较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

请参阅图1以及图2，图1为根据本发明的一实施例所提出的按键10的立体示意图，图2为图1中按键10的爆炸示意图，其中为了清楚地显示按键10的内部机构设计，键帽16在图1中以虚线简示。如图1以及图2所示，按键10包含电路板12、底板14、键帽16、底座18、上盖20、第一弹性件22(较佳地为弹簧，但不受此限)、第二弹性件24(较佳地为扭簧，但不受此限)、支撑装置26、光学接收器28以及光学发射器30。底板14设置于电路板12上，键帽16位于底板14上方，底座18设置于电路板12上，且上盖20设置于底座18上。第一弹性件22穿设于底座18与上盖20中，第一弹性件22使键帽16朝远离底座18方向运动以产生键帽自动回位功效。第二弹性件24固定于底座18上且具有可挠曲杆32。支撑装置26设置于底板14以及键帽16之间且包含第一支撑件34以及第二支撑件36，第一支撑件34以及第二支撑件36可活动地连接键帽16以及底板14且彼此交叉枢接，以使键帽16可随着第一支撑件34以及第二支撑件36的交叉枢转而相对于底板14上下移动，第一支撑件34具有片状结构38，片状结构38具有凸肋40且往电路板12向下延伸形成有遮断板42。

在实际应用中，请参阅图1、图2以及图3，图3为图1中按键10省略键帽16、第一弹性件22以及第一支撑件34后的立体示意图，由图1、图2以及图3可知，底板14对应支撑装置26的位置具有镂空区44，第一支撑件34可滑动地连接于键帽16且可枢转地连接于底板14，第二支撑件36可滑动地连接于底板14且可枢转地连接于键帽16，藉此，当键帽16被按压时，在第一支撑件34与第二支撑件36交叉枢转的过程中，第二支撑件36连接于底板14的一端可部分进入镂空区44，从而达到降低按键整体结构高度以及利用底板14结构容置部分第二支撑件36以使得第二支撑件36可适当地增厚从而提升支撑装置26的整体支撑结构强度的功效。更进一步地，镂空区44对应第二支撑件36连接于底板14的一端的第一内缘E1可向内水平延伸形成有至少一个限位凸块46(于图3中显示两个，但不以此为限)，藉此，当键帽16被按压且第二支撑件36连接于底板14的一端部分进入镂空区44时，限位凸块46可止挡住第二支撑件36，藉以产生防止第二支撑件36在与第一支撑件34交叉枢转的过程中相对于底板14出现侧向偏移滑动的现象，从而提升键帽16的按压平稳度。除此之外，由图3可知，在此实施例中，底座18可往镂空区44的第一内缘E1水平延伸形成有第一抵接板48以及往镂空区44对应第一支撑件34枢接于底板14的一端的第二内缘E2水平延伸形成有第二抵接板50，藉此，第一抵接板48以及第二抵接板50可分别抵接于第一内缘E1以及第二内缘E2，以将底座18稳固地限位固定在镂空区44中。

通过上述设计，按键10即可在使用者按压键帽16的过程中提供具有顿挫感与按压声响的按压手感，更详细地说，请参阅图4以及图5，图4为图1中按键10在凸肋40随着第一支撑件34向下枢转而下压可挠曲杆32挠曲变形时沿剖面线A-A的剖面示意图，图5为图4中可挠曲杆32越过凸肋40而被释放的剖面示意图，当键帽16受外力按压向下移动时，第一支撑件34以及第二支撑件36随着键帽16向下移动而相对向下交叉枢转；在上述过程中，当第一支撑件34向下枢转以使凸肋40抵接下压可挠曲杆32，且可挠曲杆32受到凸肋40抵接下压所产生的挠曲变形不足以使可挠曲杆32越过凸肋40时，可挠曲杆32随着凸肋40挠曲变形(如图4所示)。接下来，当可挠曲杆32的挠曲变形产生的向上恢复力增加，足以使可挠曲杆32越过凸肋40时，由于挠曲变形的可挠曲杆32已不再被凸肋40抵接下压，因此，可挠曲杆32可相对应地被释放，进而向上运动回到如图5所示的位置并撞击到上盖20而发出声响，如此一来，按键10可提供由凸肋40下压可挠曲杆32挠曲变形且接着可挠曲杆32被释放时所产生的顿挫感以及在可挠曲杆32撞击到上盖20时发出具有按压声响的按压手感。

至于在光学触发设计方面，请参阅图2、图3、图6以及图7，图6为图1中按键10沿着剖面线B-B的剖面示意图，图7为图6中按键10于键帽16被按压时的剖面示意图，如图2、图3、图6以及图7所示，光学接收器28设置于电路板12上，光学发射器30设置于电路板12上且与光学接收器28彼此相对，在此实施例中，光学接收器28可较佳地为红外线接收装置且光学发射器30可较佳地为红外线发射装置，但不以此为限。通过上述设计，当键帽16未被按压时，光学发射器30所发射之光线可入射至光学接收器28，从而建立光学发射器30与光学接收器28之间的光路传输。接下来，在键帽16从如图6所示的未按压位置被外力按压至如图7所示的按压位置的过程中，第一支撑件34以及第二支撑件36随着键帽16向下移动而相对向下交叉枢转，使得遮断板42可随着第一支撑件34向下移动以阻断上述光学发射器30与光学接收器28之间的光路传输，藉以产生相对应的触发讯号并传送至电路板12，从而使按键10可据以执行使用者所欲输入的功能。

另一方面，当上述外力消失时，第一弹性件22可驱动键帽16从如图7所示的按压位置向上移动回如图6所示的未按压位置，从而产生键帽16可自动回位的功效，在上述过程中，遮断板42可随着第一支撑件34向上移动而回到位于光学发射器30上方的位置(如图6所示)，使得光学发射器30与光学接收器28之间的光路传输不再被阻断，故按键10不会产生触发讯号。至于针对利用光路阻断机制产生触发讯号的电路设计的相关描述，其常见于现有技术中，故于此不再赘述。需注意的是，在此实施例中，由图2、图3以及图6可知，底座18对应光学接收器28的位置可形成有遮光罩结构52，遮光罩结构52覆盖于光学接收器28且形成有开口54以确保光学发射器30所发射的光线仅能通过开口54入射至光学接收器28，藉以解决因光学发射器30的光线容易经按键内部元件(如键帽、支撑件等)反射而入射至光学接收器28所导致的触发失效问题。

综上所述，由于用来抵压第二弹性件的可挠曲杆的凸肋以及用来阻断光路传输的遮断板均形成在第一支撑件的片状结构上，因此，本发明可有效地解决先前技术中所提到的因受到光学触发元件与凸肋配置在不同位置的影响导致按键触发与按压手感回馈时间差不一致的问题，也就是说，通过上述仅利用第一支撑件的片状结构即可分别实现提供按压手感以及光学触发功效的设计，无论键帽被按压的位置是何处，本发明的按键均可在使用者按压键帽时提供按键触发与按压手感回馈时间差一致的按键操作感受。

在实际应用中，本发明可更进一步地采用按键发光设计，举例来说，请参阅图2、图8以及图9，图8为图1中按键10沿着剖面线C-C的剖面示意图，图9为图1中键帽16于另一视角的放大示意图，如图2、图8以及图9所示，键帽16的底面S往第一弹性件22突出形成散射块56，第一弹性件22套设于散射块56上以完成键帽16与第一弹性件22之间的定位组装，按键10可另包含发光单元58，发光单元58可较佳地为发光二极管(但不受此限)且设置于电路板12对应第一弹性件22的位置上，藉此，发光单元58所发射的光线可通过第一弹性件22入射至散射块56且经由散射块56的散射而从键帽16射出，从而改善因光线被第一弹性件22挡住而在键帽16上产生弹性件阴影的情况。更进一步地，由图8以及图9可知，在此实施例中，散射块56可具有外圈隔垫部60以及内圈凸接部62，第一弹性件22可套接于内圈凸接部62且抵接于外圈隔垫部60而与底面S隔开，如此一来，通过更进一步地将第一弹性件22与键帽16的底面S隔开的连接设计，本发明可确实地解决上述键帽表面出现弹性件阴影的问题。除此之外，在此实施例中，散射块56可包含多个弧形凸块64，多个弧形凸块64以彼此隔开的方式排列，藉以有效地改善键帽16在形成散射块56的位置(即键帽结构厚度不均之处)产生缩水痕的情况。

值得一提的是，本发明可不限于上述实施例，其亦可采用按键仅提供具有段落感的按压手感的设计，请参阅图10以及图11，图10为根据本发明另一实施例所提出的按键100在凸肋114随着第一支撑件34向下枢转而偏压可挠曲杆32时的剖面示意图，图11为图10中按键100在可挠曲杆32越过凸肋40时的剖面示意图，在此实施例与上述实施例中所提到的元件具有相同编号者，代表其具有相同的结构或功能，其相关描述于此不再赘述。如图10以及图11所示，按键100包含电路板12、底板14、键帽16、底座102、上盖104、第一弹性件22、第二弹性件24(仅显示对应可挠曲杆32的部分)、支撑装置26、光学接收器28以及光学发射器30(未显示于图10以及图11中)，上盖104对应可挠曲杆32的位置形成有第一引导面结构106以及底座102对应可挠曲杆32的位置形成有第二引导面结构108，第一引导面结构106与第二引导面结构108彼此隔开相对以共同形成限位轨道110，可挠曲杆32可活动地插设于限位轨道110中，且第一支撑件34具有片状结构112，片状结构112具有凸肋114且往电路板12向下延伸形成有遮断板42。

通过上述设计，在键帽16受外力按压向下移动的过程中，当第一支撑件34向下枢转以使凸肋114偏压可挠曲杆32时，可挠曲杆32抵靠凸肋114且沿着限位轨道110从如图10所示的位置移动至如图11所示的位置，也就是说，可挠曲杆32可沿着限位轨道110越过凸肋114而产生顿挫感，从而在使用者按压键帽16的过程中提供具有段落感的按压手感。至于针对按键100的其他相关设计(如底座结构设计、按键发光设计等)的描述，其可参照上述实施例类推，于此不再赘述。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (9)

1.一种按键，其特征在于，其包含：

电路板；

底板，其设置于该电路板上；

键帽，其位于该底板上方；

光学接收器，其设置于该电路板上；

光学发射器，其设置于该电路板上且与该光学接收器彼此相对，该光学发射器往该光学接收器发射光线；

底座，其设置于该电路板上；

上盖，其设置于该底座上；

第一弹性件，其穿设于该底座与该上盖中，该第一弹性件使该键帽朝远离该底座方向运动；

第二弹性件，其固定于该底座上且具有可挠曲杆；以及

支撑装置，其设置于该底板以及该键帽之间且包含第一支撑件以及第二支撑件，该第一支撑件以及该第二支撑件可活动地连接该键帽以及该底板且彼此交叉枢接，以使该键帽随着该第一支撑件以及该第二支撑件的交叉枢转而相对于该底板上下移动，该第一支撑件具有片状结构，该片状结构具有凸肋及自该凸肋往该电路板向下延伸形成的遮断板；

其中，当该键帽被按压时，该遮断板随着该第一支撑件向下移动至阻断该光学发射器与该光学接收器之间的光路传输的位置以产生触发讯号；

当该键帽被按压且该可挠曲杆受到该凸肋抵接下压所产生的挠曲变形足以使该可挠曲杆越过该凸肋时，挠曲变形的该可挠曲杆被释放且向上运动撞击到该上盖而发出声响。

2.一种按键，其特征在于，其包含：

电路板；

底板，其设置于该电路板上；

键帽，其位于该底板上方；

光学接收器，其设置于该电路板上；

光学发射器，其设置于该电路板上且与该光学接收器彼此相对，该光学发射器往该光学接收器发射光线；

底座，其设置于该电路板上；

第二弹性件，其固定于该底座上且具有可挠曲杆；

上盖，其设置于该底座上，该上盖对应该可挠曲杆的位置形成由第一引导面结构以及该底座对应该可挠曲杆的位置形成有第二引导面结构，该第一引导面结构与该第二引导面结构彼此隔开相对以共同形成限位轨道，该可挠曲杆可活动地插设于该限位轨道中；

第一弹性件，其穿设于该底座与该上盖中，该第一弹性件使该键帽朝远离该底座方向运动；以及

支撑装置，其设置于该底板以及该键帽之间且包含第一支撑件以及第二支撑件，该第一支撑件以及该第二支撑件可活动地连接该键帽以及该底板且彼此交叉枢接，以使该键帽随着该第一支撑件以及该第二支撑件的交叉枢转而相对于该底板上下移动，该第一支撑件具有片状结构，该片状结构具有凸肋及自该凸肋往该电路板向下延伸形成的遮断板；

其中，当该键帽被按压时，该遮断板随着该第一支撑件向下移动至阻断该光学发射器与该光学接收器之间的光路传输的位置以产生触发讯号；

当该键帽被按压且该可挠曲杆受到该凸肋偏压时，该可挠曲杆沿着该限位轨道越过该凸肋。

3.根据权利要求1或2所述的按键，其特征在于，该底板对应该支撑装置的位置具有镂空区，该第一支撑件可滑动地连接于该键帽且可枢转地连接于该底板，该第二支撑件可滑动地连接于该底板且可枢转地连接于该键帽，当该键帽被按压时，在该第一支撑件与该第二支撑件交叉枢转的过程中，该第二支撑件连接于该底板的一端部分进入该镂空区。

4.根据权利要求3所述的按键，其特征在于，该镂空区对应该第二支撑件连接于该底板的该端的第一内缘向内水平延伸形成有至少一个限位凸块，当该键帽被按压且该第二支撑件连接于该底板的该端部分进入该镂空区时，该至少一个限位凸块止挡该第二支撑件连接于该底板的该端。

5.根据权利要求4所述的按键，其特征在于，该底座往该镂空区的该第一内缘水平延伸形成有第一抵接板，该底座往该镂空区对应该第一支撑件枢接于该底板的一端的第二内缘水平延伸形成有第二抵接板，该第一抵接板以及该第二抵接板分别抵接于该第一内缘以及该第二内缘以将该底座限位固定在该镂空区中。

6.根据权利要求1或2所述的按键，其特征在于，该键帽的底面往该第一弹性件突出形成散射块，该第一弹性件套设于该散射块上，该按键另包含：

发光单元，其设置于该电路板对应该第一弹性件的位置上，该发光单元所发射的光线通过该第一弹性件入射至该散射块且经由该散射块的散射而从该键帽射出。

7.根据权利要求6所述的按键，其特征在于，该散射块包含多个弧形凸块，该多个弧形凸块以彼此隔开的方式排列。

8.根据权利要求6所述的按键，其特征在于，该散射块具有外圈隔垫部以及内圈凸接部，该第一弹性件套接于该内圈凸接部且抵接于该外圈隔垫部而与该底面隔开。

9.根据权利要求1或2所述的按键，其特征在于，该底座对应该光学接收器的位置形成有遮光罩结构，该遮光罩结构覆盖于该光学接收器且形成有开口以使该光学发射器所发射的光线通过该开口入射至该光学接收器。

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